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Palavras-chave: biomaterial, resistência, tração. Keywords: biomaterial, resistence, traction. Introdução: Anais do 38º CBA, p.

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ENSAIO BIOMECÂNICO DA CARTILAGEM AURICULAR SUÍNA CONSERVADA EM GLICERINA A 98% E DA TELA DE POLIPROPILENO PARA UTILIZAÇÃO COMO IMPLANTES CIRÚRGICOS

BIOMECHANICAL TEST OF PORCINE AURICULAR CARTILAGE PRESERVED IN 98% GLYCERIN AND POLYPROPYLENE MESH FOR USE AS SURGICAL IMPLANTS

Renato Otaviano REGO1; Rossemberg Cardoso BARBOSA2; Fernanda Vieira

HENRIQUE3, Gracineide da Costa FELIPE4, Alane Pereira Alves5, Lylian Karlla Gomes MEDEIROS3, Pedro Isidro da Nóbrega NETO6

1Médico Veterinário – Técnico Administrativo, UFCG, Patos, PB, renato_otaviano@yahoo.com.br

2Aluno do Programa de Pós-graduação em Biomateriais, UFCG, Campina Grande, PB.

3Aluna do Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária, UFCG, Patos, Pb.

4Aluna do Programa de Residência Multiprofissional, UFCG, Patos, PB.

5Aluna do Programa de Residência Multiprofissional, UFPB, Areia, PB.

6Professor Associado I, Curso de Medicina Veterinária, UFCG, Patos, PB.

Resumo:

Objetivou-se com esse estudo realizar a avaliação biomecânica da cartilagem auricular suína e da tela de polipropileno, por meio do teste de tração. A cartilagem auricular suína foi obtida de animais sadios, adultos, abatidos no Matadouro Municipal de Patos-PB. Foram utilizados seis corpos de prova de cada material, distribuídos em dois grupos, GC e GT, sendo o GC composto de cartilagens auriculares e o GT de telas de polipropileno. Os 12 ensaios foram realizados na máquina universal de ensaios mecânicos Instron 3366. A tela de prolipropileno apresentou maior tempo de quebra e maior alongamento, além de suportar maiores tensões e ser mais resistente que a cartilagem. Concluiu-se que a cartilagem auricular suína é um material com baixa resistência tênsil e pequena capacidade de deformação à tração, enquanto a tela de polipropileno apresenta maior capacidade de deformação à tração e maior tempo de ruptura, em relação à cartilagem auricular suína.

Palavras-chave: biomaterial, resistência, tração. Keywords: biomaterial, resistence, traction.

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Em cirurgia a perda tecidual é uma das complicações mais observadas. Em situações crônicas, em que os tecidos já se encontram bastante retraídos, diminuem as chances de reconstrução da anatomia normal sem causar tensão excessiva no tecido suturado. Portanto, torna-se necessário a utilização de artifícios como materiais compatíveis com o organismo que imitem, substituam ou sirvam de suporte para o tecido perdido, até que o próprio organismo consiga reconstruir o tecido lesionado (Queiroz et al., 2012).

Os testes biomecânicos devem ser considerados como um dos pontos iniciais dos estudos com biomateriais e são de grande importância em diversas áreas, como ortopedia, odontologia, engenharia de materiais e em medicina veterinária, uma vez que têm a vantagem de serem realizados de maneira randomizada, em ensaios in

vitro e ex vivo, evitando testes em cobaias (Dalmolin et al.,2013). Podem ser

realizados para vários fins, no intuito de testar e/ou comparar diferentes métodos de fixação e de avaliar a resistência de diferentes formas de implantes (Mesquita et al., 2010).

Objetivou-se com esse estudo a avaliação biomecânica da cartilagem auricular suína e da tela de polipropileno, por meio do teste de tração, a fim de utilizá-las como implantes cirúrgicos.

Metodologia:

Para o ensaio biomecânico foram utilizados seis fragmentos de tela de polipropileno (GT) e seis fragmentos de cartilagens auriculares suínas conservadas em glicerina a 98% (GC), a qual foi oriunda de animais sadios, adultos, srd, abatidos no Matadouro Municipal de Patos-PB, e coletada da mesma região das orelhas isto é, região central.

As orelhas foram acondicionadas, por no mínimo 30 dias, em recipientes com glicerina a 98% numa proporção de 20:1 (glicerina/membrana), Imediatamente antes dos ensaios as cartilagens foram reidratadas em solução de NaCl a 0,9% por 20 minutos.

Para o teste tensiométrico, foram cortados fragmentos medindo 70 mm de comprimento e 10 mm de largura.Todas as mensurações, inclusive a da espessura das amostras (corpos de prova), foram feitas através de paquímetro digital.

Para a realização do teste tensiométrico de resistência à tração axial, foi utilizada uma máquina universal de ensaios mecânicos (Máquina de ensaio

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universal modelo 3366, Instron, USA) e o computador através do software Instron Bluehill (Software para ensaio de materiais Bluehill, Instron, USA), capaz de gerar gráficos de força versus deformação (alongamento), para cada ensaio.

Todas as análises foram realizadas no Laboratório de Avaliação e Desenvolvimento de Biomateriais do Nordeste – CERTBIO/UFCG, Campina Grande, Pb.Os ensaios de resistência à tração axial foram realizados conforme este laboratório: uma velocidade de 20 mm/s e uma célula de carga de capacidade de até 300 Newton (N). A distância entre as garras foi de 40 mm. Os ensaios foram realizados à temperatura ambiente de 23,4 ± 2 °C e umidade de 60 ± 10%.

O estudo tensiométrico compreendeu a análise da resistência à tração axial e do deslocamento da amostra até a ruptura, monitorado através de um sensor de deslocamento instalado na garra. A resistência à tração (MPa) foi calculada a partir da razão entre a força máxima (em N) e a área da seção transversal da amostra da cartilagem e da tela (em mm2). O valor de MPa foi, posteriormente, convertido em quilograma-força por milímetro quadrado (1MPa ≈ 100 kgf/mm2).

A partir dos gráficos do software foram obtidas e analisadas as seguintes propriedades mecânicas: força máxima de tração (N), resistência à tração (MPa), tensão máxima (kgf/mm2), alongamento (mm) e tempo de quebra (s).

Os dados foram expressos em média e desvio-padrão bem como mediana, valores mínimos e máximos através do programa estatístico Statistical Package for Social Science (SPSS), (SPSS. Inc, Chicago, IL, EUA) versão 22.0. Após análise dos dados, diferenças estatísticas entre os grupos foram obtidas através do teste t independente. Valores de p<0,05 foram considerados significativos.

Resultados e Discussão

A maioria das rupturas dos corpos de prova do GC não ocorreram na região central, deslocando o ponto de ruptura para as extremidades dos segmentos avaliados. Já no GT ocorreram quase que na totalidade em região central. Guimarães et al. (2008) também verificou variação na região de ruptura dos seus corpos de prova. Isto se deve ao fato de que a tela de polipropileno possui maior homogeneidade em toda a sua estrutura, já a cartilagem auricular suína apresenta variações micrométricas na sua espessura, além da variação quanto à quantidade de colágeno.

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A tela de polipropileno apresentou um comportamento de estreitamento antes de romper. Este fato decorreu do que se conhece como “fenômeno de constrição”, que acontece com alguns materiais que, ao serem submetidos a uma força externa de tração, sofrem estreitamento tanto a área de secção do segmento quanto da parede da região central dos espécimes, conforme afirmam WU et al. (2004).

A força máxima necessária para ruptura foi significativamente maior na cartilagem auricular suína (79,35 ± 30,00) em comparação com a tela de polipropileno (48,80 ± 10,71), concordando com os achados de Guimarães et al. (2008) ao comparar diferentes membranas biológicas, inclusive diferindo com o passar do tempo de conservação. Isto pode ser explicado pela maior área de secção dos corpos de prova de cartilagem auricular suína, que por sua vez foi maior devido à maior espessura desta. Desta maneira, quando da utilização em procedimentos cirúrgicos cargas maiores serão necessárias para causar a ruptura desta.

Com relação ao alongamento notou-se que o valor médio da tela de polipropileno (6,0 mm) foi significativamente maior que o da cartilagem auricular suína (0,23 mm). Isto pode ser dever pela maior elasticidade que o material sintético apresenta com relação à membrana de cartilagem auricular. Assim, de acordo com os resultados obtidos quanto ao alongamento no presente estudo, a tela de polipropileno seria mais indicada que a cartilagem auricular suína, a fim de suportar cargas em procedimentos cirúrgicos. Entretanto, Costa et al. (2005) e Forti et al. (2006) citam que o alongamento pode aumentar conforme maior for o tempo de conservação em glicerina e/ou outros tipos de meios o que poderia reduzir esta diferença.

De acordo com as médias verificou-se que a tela de polipropileno foi significativamente mais resistente, apresentando uma resistência à tração de 6,97 ± 1,53 MPa, em comparação à cartilagem auricular que apresentou uma média de 4,43 ± 1,44 MPa.

Portanto, a cartilagem auricular suína ao ser empregada em cirurgia pode romper mais precocemente do que a tela de polipropileno, quando submetidas a forças externas com o passar do tempo.

Conclusão:

A cartilagem auricular suína é um material com baixa resistência tensil e pequena capacidade de deformação à tração. A tela de polipropileno suporta maiores

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tensões, apresentando maior capacidade de deformação à tração e em maior tempo de ruptura. O teste biomecânico de resistência à tração é importante já que permite verificar o comportamento dos materiais antes de ensaios “in vivo”.

Referências:

COSTA, J. N. L.; POMERANTZEFF, P. M. A.; BRAILE, D. M.; RAMIREZ, V. A.; GOISSIS, G., STOLG, G.; ANTONIO, N. Comparação entre o pericárdio bovino descelularizado e o pericárdio bovino convencional utilizado na confecção de bioprótese valvares cardíacas. Revis. Bras. Cirur. Cardi., v.20, n.1, p.14-22, 2005. DALMOLIN, F.; FILHO, S. T. L. P.; CORTES, A. M.; BRUN, M. V.; CAUDURO. C. R.; SCHOSSLER, J. E. W. Biomecânica óssea e ensaios biomecânicos - fundamentos teóricos. Ciên. Rural., v.43, n.9, p.1675-1682, 2013.

FORTI, F. L.; GOISSIS, G.; PLEPIS, A. M. G. Modifications on collagen structures promoted by 1,4-dioxane improve termal and biological properties of bovine pericardium as a biomaterial. J. of Bioma. Applic., v.20, n.3, p. 267-285, 2006.

GUIMARÃES, G. C.; MACHADO, M. R. F.; SHIMANO, A. C. Propriedades tensiométricas comparadas entre fragmentos do centro tendíneo do diafragma, pericárdio fibroso e peritônio parietal de bovinos não conservados e conservados em glicerina. Braz. J. Vet. Res., v.45, p.127-135, 2008.

MESQUITA, L. R.; MUZZI, L. A. L.; MUZZI, R. A. L.; SILVA, W. G.; COUTINHO, A. J. C. A.; MONTEIRO, J. F. Atuação das forças de compressão e flexão sobre fraturas experimentalmente induzidas em fêmures de caninos estabilizados com a associação da haste intramedular bloqueada e placa óssea (plate-nail) e com a associação do pino intramedular e placa óssea (plate-rod) – estudo comparativo. In: CONGRESSO DE PÓS-GRADUAÇÃO DA UNIVERSIDADE FEDERAL

FLUMINENSE, 2010, Lavras. Anais...Disponível em:

<http://www.sbpcnet.org.br/livro/lavras/resumos/937.pdf>. Acesso em: 24 ago. 2015. QUEIROZ, F. F.; CORDEIRO, G. C.; RODRIGUES, A. B. F.; SILVEIRA, L. S. Ensaio biomecânico da túnica albugínea bovina conservada em glicerina a 98% para utilização como membrana biológica. Ciên. Rural, v.42, n.3, p.501-506, 2012.

WU, F. C.; LEE, H. D.; MACHADO, R. B.; DALMAS, S.; COY, C. S. R.; GOES, J. R. N.; FAGUNDES, J. J. Energia total de ruptura: um teste biomecânico para avaliação de material biológico com propriedade viscoelástica não linear. Acta Cir. Bras., v.19, n.6, p.609-616, 2004.

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